一種無水冷感應加熱器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及感應加熱材料領域，具體地說，涉及一種針對惰性氣體保護環境下使用的各類高溫設備的無水冷感應加熱器，采用工頻或中頻感應加熱，實現對設備的高效節能的加熱。
【背景技術】
[0002]電加熱技術傳統的加熱方式大致有以下幾種:電阻加熱、感應加熱。電阻加熱方式是最常見的電加熱方式，具有簡單，可靠等優點，感應加熱的方式也以其獨有的加熱快速、節能等優勢占有重要的地位。
[0003]傳統的電阻式石墨加熱體結構示意圖如圖2，包括石墨加熱器4和與石墨加熱管相連接的接線電極5，電阻式加熱體可以采用多種不同的材料制成，如電阻絲，硅碳棒，硅鉬棒，石墨棒/管等。我們主要關注的是石墨棒/石墨管作為電阻式加熱體，本身存在的一些困難和劣勢:
[0004]1)石墨的材料性質決定了石墨管或石墨棒必須做成足夠大的尺寸以保證加熱體的物理強度。
[0005]2〉石墨加熱體的電阻非常小，一般都小于0.1歐。所以為了提供足夠的加熱功率，
流過石墨加熱體的電流非常大。可以按照歐姆定律計算得出。一般會在幾千安培到一萬多安培。
[0006]3)為了把足夠大的電流輸送到石墨加熱體上，必須配置比石墨加熱體截面積更大的引線端頭(一般也是石墨材質)。引線端頭的截面積越大，其電阻越小，電損耗也越小。但是，熱傳導損耗則會正比于其截面積。也就是說，減小了電損耗，卻增加了熱損耗。
[0007]4)石墨加熱體在使用過程中有損耗，石墨棒會逐漸變細。損耗到一定的程度就需要更換石墨加熱體。所以，從其耐用程度上要求，我們希望石墨加熱體直徑更大一些才好，但是更大直徑的石墨加熱體其電阻更小，需要的電流更大，而配套的引線端頭也會更大，熱傳導損失也會相應增加。
[0008]傳統的感應加熱方式使用銅管制成線圈，給銅管通上工頻或中頻或高頻交變電流，銅管線圈產生交變磁場，被加熱的工件被放置在線圈內部，交變磁場在工件內產生渦流，工件被渦流加熱。其中，銅管線圈內通以冷卻水對線圈進行冷卻，以保護線圈不被高溫損壞。
[0009]線圈和工件間的間隙越小，加熱效率越高。但是，被加熱到高溫的工件會把熱量傳給銅線圈，除真空環境外，線圈和工件間的間隙越小，工件傳遞給銅線圈的熱量越多，為了保證線圈安全，必須通以足夠的冷卻水對線圈進行冷卻保護，顯然，大量的熱能被冷卻水帶走了。此外，感應線圈的內阻發熱對線圈是有害的，所以，傳統感應線圈都是盡量減小線圈的內阻。另外，感應加熱通常用于直接對金屬零件的熱處理加工。
【實用新型內容】
[0010]本實用新型的目的是提供一種加熱器，可以在惰性氣體環境下取代電阻式的加熱器而應用在各種氣氛爐和真空爐內作為加熱體使用的無水冷感應加熱器。
[0011]本實用新型所述的一種無水冷感應加熱器，用作保護氣氛環境下的工業爐加熱器，包括感應線圈、感應標靶和感應電源，感應線圈為石墨感應線圈或二硅化鉬感應線圈，感應標靶為石墨感應標靶，感應線圈對感應標靶進行加熱，感應電源為工頻感應或中頻感應，感應標革E1固定在安裝支座上。
[0012]通過給線圈通以工頻或中頻電流，石墨線圈產生交變磁場，交變磁場在內部的感應標靶內產生渦流而使感應標靶被加熱。通過感應加熱的原理，利用石墨的耐高溫特性，設計成一種感應石墨加熱器，由于采用石墨線圈，所以不需要冷卻水去冷卻線圈。
[0013]由于感應加熱使用市電電壓，為220V或380V，不需要配置降壓變壓器，感應電源的頻率依照實際需求計算確定，可以為工頻感應或中頻感應，電阻式的加熱器供電電壓一般不大于50V，所以和電阻式的加熱相比，電壓提高了 4?7倍；同等功率的情況下，電流減小到1/7?1/4。所以加熱器接線電極的截面積減小到1/7?1/4。接線端的熱傳導損失也減小到1/7?1/4。
[0014]本實用新型所述的無水冷感應加熱器，可以作為通用的加熱器對爐膛進行加熱，也可以將感應標靶做成圓筒，對圓筒內的產品，如機械零件類，纖維絲類產品進行加熱處理。
[0015]本實用新型所述的無水冷感應加熱器與被加熱物體不接觸，依靠輻射傳熱的機理加熱目標物料，確保良好的電氣絕緣性能，感應標革巴把熱量傳遞到工業爐內的被加熱體或加熱整個爐膛。感應線圈的自身發熱，也作為加熱器發熱能力的一部分，不會帶來能量的損耗。石墨線圈的內阻在這里作為有益的內阻發熱，其熱量也被爐腔利用。
【附圖說明】
[0016]附圖1為無水冷感應加熱器的原理示意圖；
[0017]附圖2為電阻式石墨加熱體結構示意圖；
[0018]圖中:1、感應線圈，2、感應標靶，3、安裝支座，4、石墨加熱器，5、接線電極。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖和實施例對本實用新型做進一步說明。
[0020]實施例1
[0021]設計制作的一種無水冷感應加熱器如圖1所示，一種高溫無水冷感應加熱器，用作保護氣氛環境下的工業爐加熱器，包括感應線圈1、感應標靶2和感應電源，感應線圈1為石墨感應線圈，感應標靶2為石墨感應標靶，石墨感應標靶設置于石墨感應線圈中間，石墨感應線圈對石墨感應標革E1進行感應加熱，感應電源為工頻感應或中頻感應，感應標革El 1固定在安裝支座3上。其中石墨感應標靶為一個石墨坩禍，石墨坩禍內用于放置被加熱零件。
[0022]實施例2
[0023]一種無水冷感應加熱器，其結構與實施例1的不同之處在于感應線圈1為二硅化鉬感應線圈。
[0024]上述實例所示的一種無水冷感應加熱器，由于在電極接線部分沒有專門設計冷卻裝置，所以為保證石墨電極不被氧化，只能允許運行在800C以下。如果需要更高溫度運行，必須為石墨電極增加密封裝置，防止石墨和空氣發生反應。同時，這樣一套實驗裝置，運行時必須使用氮氣或氬氣作為保護氣體。
[0025]須陳明，以上所述乃是本實用新型的較佳實施例，若以本實用新型的構想所作的改變，其產生的功能作用仍未超出說明書與圖示所涵蓋的精神時，均應在本實用新型的范圍內。
【主權項】
1.一種無水冷感應加熱器，用作保護氣氛環境下的工業爐加熱器，其特征在于:包括感應線圈、感應標靶、感應電源和安裝底座，所述感應線圈為石墨感應線圈或二硅化鉬感應線圈，所述感應標靶為石墨感應標靶，所述感應標靶設置于感應線圈中間，所述感應線圈對感應標革巴進行感應加熱，所述感應電源為工頻感應或中頻感應，所述感應標革E1固定在安裝支座上。2.根據權利要求1所述的一種無水冷感應加熱器，其特征在于:所述感應標靶為圓筒狀結構，圓筒內用于放置被加熱物體。
【專利摘要】本實用新型涉及感應加熱材料領域，具體涉及一種針對惰性氣體保護環境下使用的各類高溫設備的無水冷感應加熱器，其包括感應線圈、感應標靶和感應電源，感應線圈為石墨感應線圈或二硅化鉬感應線圈，感應標靶為石墨感應標靶，感應線圈對感應標靶進行加熱，感應電源為工頻感應或中頻感應，感應標靶固定在安裝支座上。本實用新型所述的無水冷感應加熱器與被加熱物體不接觸，依靠輻射傳熱的機理加熱目標物料，確保良好的電氣絕緣性能，感應標靶把熱量傳遞到工業爐內的被加熱體或加熱整個爐膛。感應線圈的自身發熱，也作為加熱器發熱能力的一部分，不會帶來能量的損耗。
【IPC分類】H05B6/02, H05B6/36
【公開號】CN205017615
【申請號】CN201520575106
【發明人】王世軍, 王秀利
【申請人】青島競凱熱能設備技術有限公司
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年7月31日